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2018年北京大学软件与微电子学院831计算机基础综合[专业硕士]之计算机组成原理考研仿真模拟五套题

  摘要

一、简答题

1. 什么是内存? 什么是外存? 什么是CTU? 什么是适配器? 简述其功能。

【答案】(1)内存是指计算机内部的半导体存储器;半导体存储器的存储容量有限,因此计算机中又配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器,称为外存储器,简称外存。内存和外存共同用来保存二进制数据。

(2)把运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU 。它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。

(3)适配器是指连接主机与外设的一个中间电路,也称作接口,其作用相当于一个转换器,它可以保证外围设备用计算机系统特性所要求的形式发送或接收信息。

2. 为什么在页式虚拟存储器地址变换时可以用物理页号与页内偏移量直接拼接成物理地址,而在段式虚拟 存储器地址变换时必须用段起址与段内偏移量相加才能得到物理地址?

【答案】由于物理页与虚拟页的页面大小相同,且为2的整数次幂,所以页式虚拟存储器地址变换时可以用物理 页号与页内偏移量直接拼接成物理地址。而段式虚拟存储器的各段大小不同,且段起始地址任意,所以必须用段 起址与段内偏移量相加才能得到物理地址。

二、分析题

3. 如图1所示的系统是A 、B 、C 三个设备组成的单级中断结构,它要求CPU 在执行完当前指令时转向对中断请求进行服务。现假设:

图1

为查询链中每个设备的延迟时间;

分别为设备A 、B 、C 的服务程序所需的执行时间;

场所需时间主存的工作周期TM 。试问:

①分析CPU 处理设备A 、B 、C 的服务程序所需的执行时间。 为保存现场和恢复现

注意:“中断允许”机构在确认一个新中断之前,先要让即将被中断的程序的一条指令执行完毕。

②就这个中断请求环境来说,系统在什么情况下达到中断饱和?也就是说,在确保请求服务的三个设备都不会丢失信息的条件下,允许出现中断的极限频率有多高?

③如果将系统改为多级中断系统,极限频率如何变化

【答案】①中断处理过程和各时间段如图2所示。假定三个设备同时发出中断请求,那么依次分别处理设备C 、B 、A 时间如下:

2

②三个设备所花的总时间为:

极限频率有影响(重新计算)。

4. 通道有几种类型?简述其特点。

【答案】(1)选择通道

又称高速通道,在物理上可接多个设备,但逻辑上只能接一个设备,主要用于连接高速外设。但外设的辅助操作时间长,此期间内通道处于等待状态,利用率不高。

(2)数组多路通道

系统改为多级中断系统,对中断

T 是达到中断饱和的最小时间,即中断极限频率为

不仅在物理上可接多个设备,逻辑上也可接多个设备。既保留了选择通道高速传送数据的优点,又充分利用了控制性操作的时间间隔为其他设备服务,通道效率充分得到发挥。

(3)字节多路通道

主要用于连接大量低速设备。物理上、逻辑上均可连接多个设备。不仅允许多个设备同时操作,也允许它们同时进行传输型操作。各设备与通道间的数据传送以字节为单位交替进行。

三、综合应用题

5. 微地址寄存器有6位当需要修改其内容时,可通过某一位触发器的强置端S 将其

的字段进行16路分支;置“1”。现有三种情况:①执行“取指”微指令后,微程序按按的状态进行4路分支。

按多路转移方法设计微地址转移逻辑画出微地址转移逻辑设计电路图。 【答案】表示微地址寄存器的第8位在

表示微地址寄存器的第7位在

表示微地址寄存器的第6位在

地址转移逻辑图如图所示:

时,用时,用设置

设置

②执行条件转移指令微程序时,按进位标志c 的状态进行2路分支;③执行控制台指令微程序时,时,用进位标志C 设置

6. 若设备的优先级依次为

配置图。

【答案】每个扫描仪、硬盘、磁带机、打印机,请用其中进行配置,画出设备有自己唯一的设备号的设备具有最高优先级。